皮秒激光器的原理
皮秒激光器是一种超短脉冲激光器,它发射持续时间为万亿分之一秒(1 皮秒)的激光脉冲。与持续时间更长的激光器(例如纳秒激光器)不同,皮秒激光器通过其超短脉冲持续时间提供独特的特性。
皮秒激光器的工作原理如下:
1. 泵浦源:激光器首先使用泵浦源(通常是闪光灯或二极管激光器)激发激光介质(通常是红宝石、Nd:YAG 或掺铒玻璃)。
2. 增益介质:激发后的激光介质产生一个具有特定波长的受激辐射增益峰。
3. 谐波产生:通过使用非线性晶体(例如倍频器),可以将激光脉冲的波长向下转换为更短波长(例如从红外光转换为可见光)。
4. 脉冲压缩:激光脉冲然后被引导到脉冲压缩器中,该脉冲压缩器利用啁啾脉冲放大技术和光纤布拉格光栅压缩脉冲持续时间。
5. 脉冲选择:脉冲选择器选择短脉冲并将其输出作为激光器。
皮秒激光器的应用
皮秒激光器因其超短脉冲持续时间和高峰值功率而具有广泛的应用,包括:
激光加工:
精密激光切割和雕刻
冷加工(没有热效应)
微制造和纳米制造
医疗应用:
激光手术(例如激光眼科手术)
皮肤治疗(例如激光脱毛、纹身去除)
光学相干断层扫描(OCT)
科学研究:
光学和光谱学
超快动力学研究
材料科学
其他应用:
光纤通信
3D 打印
激光打标
皮秒激光器的优势
极短脉冲持续时间:皮秒激光器提供万亿分之一秒的脉冲持续时间,使它们能够实现非常精细和精确的激光加工。
高峰值功率:皮秒激光器的脉冲功率极高,这使得它们能够在一瞬间产生大量的热量或机械应力。
冷加工:超短脉冲持续时间有助于减少热效应,从而实现冷加工,不会损坏周围材料。
非线性效应:皮秒激光器的超高强度使其能够与材料产生非线性相互作用,这在许多科学和工业应用中很有用。
正宗皮秒激光仪器的*根据品牌、型号和功能而异。以下是一些估计*:
中端仪器:
2050 万元人民币
高端仪器:
50150 万元人民币
*仪器:
150 万元人民币以上
影响*的因素:
品牌知名度:知名品牌的仪器通常比较昂贵。
激光波长和脉冲能量:能量越高的激光器*越高。
脉冲宽度:皮秒激光器比纳秒激光器更先进,因此*更高。
治疗头数量和类型:不同的治疗头适合处理不同的皮肤问题,更多的治疗头会增加仪器的*。
软件和技术:先进的软件和技术,例如**和自动参数设置,也会影响*。
注意:
这些*仅供参考,具体*可能因供应商和地区而异。
购买正宗的皮秒激光仪器时,建议向信誉良好的供应商咨询并仔细比较不同的型号。
皮秒激光器工作原理
皮秒激光器是一种超快脉冲激光器,能够产生皮秒量级(10^12 秒)的短脉冲。其工作原理如下:
1. 激发:
激光源通常使用 Nd:YAG 晶体或掺杂纤维,通过泵浦光源或闪光灯激发。
激发源为晶体提供能量,使晶体中的离子从基态跃迁到激发态。
2. 腔体谐振:
激发态离子在腔体中来回反射,与腔体镜相互作用。
腔体镜具有特定波长的镀膜,仅允许特定波长的光通过。
这导致激发态离子发射的光在腔体中谐振,产生强度和相位稳定的光束。
3. Q 开关:
为获得短脉冲,使用 Q 开关来调制腔体谐振。
Q 开关是一个可调谐的元件,通常由声光调制器或电光调制器组成。
Q 开关通过快速改变腔体的 Q 值(品质因数),来控制光束的释放和积累。
4. 模式锁定:
模式锁定是一种技术,可确保腔体中不同纵向模式(即光束的频率成分)保持相干。
通过使用饱和吸收器或其他滤波元件,只允许特定频率的模式通过,从而实现模式锁定。
5. 倍频:
某些应用需要比基频更高的频率。
可以使用非线性光学晶体将基频光束转换为更高谐波。
倍频通过非线性光学效应实现,例如第二谐波生成或和频混合。
6. 脉冲放大:
皮秒激光器通常使用啁啾脉冲放大技术来放大脉冲能量。
啁啾是指脉冲在时间域上的频率变化。
通过拉伸脉冲并随时间改变其啁啾,可以降低峰值功率,从而允许放大器安全地放大脉冲。
7. 脉冲压缩:
放大后的脉冲使用脉冲压缩器进行压缩,以恢复其原始短脉冲持续时间。
脉冲压缩器通常使用光学元件,如棱镜或光栅,来反转脉冲的啁啾,恢复其短持续时间。
完成上述步骤后,皮秒激光器便能产生短、强烈的皮秒级光脉冲,用于广泛的工业和科学应用中。